橋梁鋼結(jié)構(gòu)加工制作技術(shù)要求及關(guān)鍵技術(shù)分析

任李鵬

（中鐵長安重工有限公司，陜西 西安 710032）

0 引言

隨著時代的不斷發(fā)展與我國經(jīng)濟建設(shè)的快速提升，交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)逐步受到了市政規(guī)劃人員的重視。橋梁作為交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中的重要組成部分，其施工質(zhì)量會對交通運輸事業(yè)的發(fā)展有一定影響。相較于其他類型的橋梁來說，鋼結(jié)構(gòu)橋梁在性能方面具有無可比擬的優(yōu)勢，已逐步成為現(xiàn)階段橋梁制作施工的最佳選擇。目前，橋梁鋼結(jié)構(gòu)加工制作技術(shù)仍存在巨大的改進空間，需不斷優(yōu)化橋梁鋼結(jié)構(gòu)加工的制作技巧，制定出更為經(jīng)濟合理的結(jié)構(gòu)方案，推動交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)，為我國的交通運輸經(jīng)濟事業(yè)發(fā)展發(fā)揮積極作用。

1 鋼結(jié)構(gòu)橋梁的優(yōu)點分析

相較于其他結(jié)構(gòu)的橋梁，鋼結(jié)構(gòu)橋梁的優(yōu)點十分明顯。

第一，大部分鋼結(jié)構(gòu)橋梁所使用的鋼構(gòu)件性能較為優(yōu)良，具有自重較輕且強度較高的特點，在使用過程中能承受較大的荷載。相較于其他構(gòu)件來說，鋼構(gòu)件的造價成本較為低廉，所能夠達到的效果較為理想。

第二，大部分鋼結(jié)構(gòu)橋梁所使用的鋼構(gòu)件都具有極強的韌性，甚至可通過形變來吸收更多的能量，如遭遇地震等突發(fā)性的地質(zhì)事件，車輛在鋼結(jié)構(gòu)橋梁上行駛會更安全。

第三，在具體的施工加工過程中，鋼構(gòu)件橋梁的相應(yīng)制作工序在工廠完成，而非在現(xiàn)場加工制作完成，因此，鋼結(jié)構(gòu)橋梁的制作流程更為規(guī)范，精準度也相對更高。施工中僅需將制作完成的鋼構(gòu)件拉到施工現(xiàn)場，便能順利開始下一階段的施工。

第四，相較于其他結(jié)構(gòu)的橋梁施工過程，鋼結(jié)構(gòu)橋梁施工花費時間較短，許多零星的部件都可通過現(xiàn)場制作的方式來完成，使用流程較為便捷，鋼結(jié)構(gòu)的運輸量也更少，這也是鋼結(jié)構(gòu)橋梁施工建設(shè)過程中的重要優(yōu)勢之一。

此外，鋼結(jié)構(gòu)橋梁施工所使用到的原材料多半是從原有的鋼結(jié)構(gòu)橋梁中拆除下來的，很多部件的材料可通過重復(fù)利用的方式發(fā)揮最大效用，在一定程度上可以優(yōu)化資源配置，與當前可持續(xù)發(fā)展的施工建設(shè)理念較為貼合[1]。

2 鋼結(jié)構(gòu)的加工制作技術(shù)

2.1 鋼結(jié)構(gòu)加工建設(shè)前的準備工作

準備工作是鋼結(jié)構(gòu)加工過程中不可或缺的工作。在鋼結(jié)構(gòu)加工開始前，施工人員要準備各類加工制作過程中所需要使用到的檢測儀器，并對所有檢測儀器進行檢測矯正。同時還需檢查切割、焊接等設(shè)備，避免在施工中出現(xiàn)紕漏；需全面檢查鋼板的平整度及表面銹蝕情況，記錄和整理檢測結(jié)果，確保鋼板符合鋼結(jié)構(gòu)加工的各項數(shù)據(jù)要求。

在鋼板處理過程中易出現(xiàn)缺口問題，技術(shù)人員應(yīng)使用砂輪來打磨鋼板的邊緣，去除氧化皮。期間，技術(shù)人員應(yīng)控制邊緣缺口在2mm以內(nèi)，保證鋼結(jié)構(gòu)加工建設(shè)質(zhì)量達到理想標準。在鋼板切割前，施工人員還需通過預(yù)加工處理方式，保障鋼板的受力方向和軋制方向的一致性[2]。

2.2 鋼結(jié)構(gòu)施工過程中的焊接工作

在焊接工作中，焊接質(zhì)量和效果直接影響橋梁鋼結(jié)構(gòu)的施工結(jié)果。具體來說，施工人員首先應(yīng)通過焊接技能的鑒定，合格后方能進行相應(yīng)的焊接工作；在鋼板對接工作中，應(yīng)盡可能選擇厚度較大的鋼板加工成斜坡，坡度需小于1∶4，否則會影響焊接結(jié)果。在具體的焊接流程中，工作人員需完成鋼板縱橫方向的焊縫對接，保證拼接長寬大于300mm，穿插點的間隔大于200mm，技術(shù)人員應(yīng)使用T形穿插方式，完成焊接任務(wù)。在焊接坡口加工的過程中，還應(yīng)選擇火焰切刀，讓坡口的形式和尺度得到更為有力地把控。

2.3 焊接工序完成后焊縫檢查工作

在焊接工序完成后，施工人員需要檢查焊縫質(zhì)量，保證焊縫質(zhì)量達到理想標準。具體來說，技術(shù)人員需檢查焊縫焊波是否均勻，如出現(xiàn)燒穿、裂紋或咬邊等現(xiàn)象，焊接質(zhì)量很可能沒達到標準。此外，技術(shù)人員在焊接工作完成后還要檢查飛濺殘留物的情況。如使用焊縫無損探傷技術(shù)來完成焊縫質(zhì)量檢查工作，需在焊縫焊接完成后24h內(nèi)使用該項技術(shù)，否則精準度將無法保證。在對焊縫質(zhì)量檢查過程中，技術(shù)人員如發(fā)現(xiàn)部分焊接焊縫質(zhì)量未達標，施工人員需及時返修。需注意的是，返修次數(shù)不得超過2次，否則整體的橋梁施工質(zhì)量也會受到影響。在焊縫質(zhì)量檢查過程中，技術(shù)人員如發(fā)現(xiàn)造成檢測質(zhì)量不足的原因，是因為焊接過程中使用的鋼結(jié)構(gòu)本身存在質(zhì)量問題，在返修之前技術(shù)人員應(yīng)先對鋼結(jié)構(gòu)性能進行優(yōu)化，待其達到標準后再進行連接焊縫工序的返修工作。

2.4 橋梁鋼結(jié)構(gòu)后續(xù)防護涂裝工作

為了進一步延長橋梁鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命，技術(shù)人員在完成鋼結(jié)構(gòu)施工各項流程后，還需通過防護涂裝等方式進一步穩(wěn)固鋼結(jié)構(gòu)的使用性能。該項工序不宜過早完成，應(yīng)在各項檢查工作順利推進后再啟動。在具體的涂裝工作開始前，技術(shù)人員應(yīng)先清除鋼結(jié)構(gòu)表面的污垢、雜質(zhì)以及氧化皮等，重點做好焊縫部位的清潔工作?？紤]到在鋼結(jié)構(gòu)運輸過程中易出現(xiàn)磕碰損壞現(xiàn)象，施工人員需在鋼結(jié)構(gòu)運至施工現(xiàn)場后，完成漆膜損傷部位的修補工作。涂裝工作展開后，施工人員需按照涂料的產(chǎn)品說明控制涂裝外部的溫度和濕度，如果外部的溫度和濕度無法達標，后續(xù)防護涂裝工作的合理化推進就會受到阻礙，涂裝后的橋梁鋼結(jié)構(gòu)性能的穩(wěn)定性也會受到影響。

2.5 橋梁鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件試拼裝工作

在鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件拼裝過程中，為了保證構(gòu)件拼裝效果，施工人員需對各部分構(gòu)件的形狀和尺寸進行精細檢查，并通過檢查來完成試拼裝工作。具體來說，施工人員需檢查拼裝過程中的幾何尺寸，如發(fā)現(xiàn)拼裝部位的幾何尺寸出現(xiàn)了相互沖突的情況，應(yīng)及時修改構(gòu)件尺寸；如果幾何尺寸并不沖突，施工人員應(yīng)關(guān)注放置檢查鋼梁的立面線型和平面線型等方面。在試拼裝工作完成后，工作人員需對不同的部件進行編號，方便正式拼裝時施工人員能夠快速完成拼裝工作。

3 鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)優(yōu)化的策略

3.1 合理優(yōu)化原材料的處理工作

在處理原材料之前，技術(shù)人員首先需查驗原材料的出廠證件，保證各項出廠參數(shù)符合橋梁鋼結(jié)構(gòu)的施工標準，才可將原材料運至施工現(xiàn)場。需要注意的是，施工人員無法直接使用原材料搭建橋梁鋼結(jié)構(gòu)，需先完成材料的復(fù)驗處理工作。進場交接過程中，技術(shù)人員還應(yīng)提供詳實的技術(shù)材料，并將加工過程的數(shù)據(jù)信息記錄移交給施工部門。為了保證橋梁鋼結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定，在原材料進場處理過程中，施工人員需嚴格按照擬定的安裝順序完成各項工作，避免橋梁鋼結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量因施工順序錯亂而受到影響[3]。

3.2 進一步優(yōu)化鋼板加工制作技術(shù)

鋼板加工是橋梁鋼結(jié)構(gòu)施工過程中的重要工序，在該工序施工過程中，工作人員要完成鋼板下料切割工作。施工人員需先確認鋼板的平整度，可通過打磨的方式解決鋼板的平整度不足的問題，確保鋼板的下料切割工序能夠有效推進。此外，在切割過程中，為了使切割質(zhì)量達到理想狀態(tài)，施工人員應(yīng)使用智能化機械設(shè)備代替人力完成切割任務(wù)。全自動的火焰切割機可代替人力完成切割工作，在使用過程中可以滿足各項精細化的操作要求。在橋梁鋼結(jié)構(gòu)加工技術(shù)優(yōu)化過程中，智能化加工設(shè)備的運用能夠起到正面引導作用，施工團隊需在智能化技術(shù)逐步滲透和推進的過程中，充分認識到智能化技術(shù)使用的必要性，學會自主選擇諸如火焰切割機等智能化操作設(shè)備，完成鋼結(jié)構(gòu)加工過程中的精細工序任務(wù)。

3.3 全面落實底漆使用的基本原則

在鋼結(jié)構(gòu)的保養(yǎng)維護階段后，鋼結(jié)構(gòu)所使用的底漆質(zhì)量是否達到標準直接影響鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命。因此，在后續(xù)的保養(yǎng)維護過程中，施工人員需遵循三個基本的底漆使用原則，以此來完成鋼結(jié)構(gòu)的后期修復(fù)工作（見圖1）。

圖1 中承式五連跨鋼結(jié)構(gòu)橋梁

第一，施工人員需在新涂層使用之前，進行舊涂層的清理工作。如果舊涂層未被清理干凈，想要使得新涂層在使用過程中發(fā)揮理想作用是很困難的。因此，徹底清理舊涂層，是一項鋼結(jié)構(gòu)后期維護保養(yǎng)過程中的基本原則。

第二，慎重使用表面涂料，也是施工人員應(yīng)當遵循的基本原則。不同種類的涂料在使用性能和效果上會有明顯的差異，而不同橋梁的鋼結(jié)構(gòu)使用狀況也會存在一定的區(qū)別，施工人員需要根據(jù)當前橋梁鋼結(jié)構(gòu)的使用具體情況，合理選擇與之相對應(yīng)的涂料種類，完成底漆制作的工序。如果施工人員所選擇的底料質(zhì)量太過低劣，其所能夠達到的施工效果將難以保證。

第三，施工人員還需盡可能選擇適宜的底料刷涂方式，避免施工人員因選擇錯誤的底料刷涂方式，導致最終的刷涂質(zhì)量不達標。在刷涂修復(fù)過程中，大部分工作人員優(yōu)先選擇使用滾漆法和刷漆法，這兩種方式使用成本不高，使用效果較為理想，是施工人員經(jīng)常使用的方式。如果鋼結(jié)構(gòu)在使用前期就已經(jīng)出現(xiàn)質(zhì)量問題，施工人員可通過噴漆法來完成鋼結(jié)構(gòu)的后期維護工作。該方式極易產(chǎn)生較大的環(huán)境污染問題，逐步為施工人員所摒棄[4]。

3.4 制定有針對性的冬季施工策略

因冬季的外部氣溫較低，在橋梁鋼結(jié)構(gòu)施工過程中，技術(shù)人員可使用防風圍擋，為施工創(chuàng)造更為良好的鋼結(jié)構(gòu)焊接外部環(huán)境。防風圍擋的運用，可在一定程度上起到保溫作用，使現(xiàn)場管理工作得到進一步的保障。在具體的焊接過程中，為了降低焊縫質(zhì)量出現(xiàn)問題的概率，施工人員需制作防風棚和防雨棚，以此保障橋面板在焊接時的溫度；施工人員還可在防雨棚或防風棚內(nèi)懸掛溫度計，以便能夠隨時監(jiān)測橋梁鋼結(jié)構(gòu)施工過程的外部環(huán)境。部分施工團隊還會通過采購LCD型履帶式電加熱器的方式，完成焊接工作開始前的預(yù)加熱工作，這也是冬季橋梁鋼結(jié)構(gòu)加工過程中經(jīng)常采取的措施，可在一定程度上保障鋼結(jié)構(gòu)焊縫焊接的質(zhì)量。

4 結(jié)語

綜上所述，橋梁鋼結(jié)構(gòu)加工會影響整個橋梁的施工質(zhì)量與通行體驗，采取更具有可行性的策略，完善橋梁鋼結(jié)構(gòu)的加工工序很有必要。同時，合理采用鋼結(jié)構(gòu)加工制作優(yōu)化策略，可保證橋梁鋼結(jié)構(gòu)加工最終效果滿足施工技術(shù)標準，讓橋梁在投入使用后所呈現(xiàn)出的性能變得更為優(yōu)越，降低橋梁投入使用后出現(xiàn)各類突發(fā)性故障的概率，推動交通運輸業(yè)的長久發(fā)展。